备用电源的未来是什么?

迈克海耶斯2023年6月12

迈克·海耶斯看着建筑设备的电力技术——也可能不可能取代柴油在未来几年。

瓦克Neuson的1.7吨EZ17e全电动紧凑的挖掘机 瓦克Neuson的1.7吨EZ17e全电动小型挖掘机(照片:瓦克Neuson)

过去,如果想更新你的舰队的施工机器造成你焦虑,现在看别处;事情将变得更复杂。

此外,如果你认为这是一个简单的问题使柴油动力转换成电力,即使它不是那么简单。首先,让我们看看电池技术…

的一个主要缺点的锂离子电池开始打入建设是其功率密度不大,但是目前抑制能力为一个完整的工作日权力重型设备。

另一个缺点——甚至更重要的——是成本。而未来电池的成本——因此电池驱动的建筑设备的成本会随着技术变得更加普遍,事实上锂成本飙升,这是原因之一电池动力机器的购买价格目前站在两至三次的柴油等价的。

即使潜在减少燃油成本和维护机器的寿命,许多承包商将不愿冒险,尤其是当前功率密度的挑战。

推动了电力替代方案

20-tonne挖掘机,例如,将难以让锂离子电池一天的不间断服务,尽管沃尔沃最近公布了和全电动22吨机器,EC230,并承诺一个轮班,高性能的电荷“午休期间”。这台机器正在与客户试用,但将构成重大突破这个大小类的机器如果真的进入市场。

沃尔沃的电动EC230挖掘机 沃尔沃的电动EC230挖掘机承诺在运营成本减少70% v柴油机(照片:沃尔沃CE)

尽管许多大型电池动力机器在建设波澜,事实是,如果没有重大进展,电力存储容量和成本,电力可能仍然选择紧凑的移动机器的“燃料”。

在紧凑的设备,技术也存在一些明显的优势,特别是项目发生在城市或其他敏感或封闭区域;包括当地的零排放,噪音明显减少,以及简化维护和维修。

作为一个例子,瓦克Neuson -城市建设设备专家最近推出了1.7吨EZ17e电动小型挖掘机;第一个的零尾巴摇摆。

该公司表示,这台机器可以运行一个典型的工作日,以及连续操作在一个固定位置,与电源连接。

瓦克Neuson说,此外,挖掘机在五到六个小时就可以充满电使用常见的240伏单相插座。

虽然在建设仍处于初级阶段,这样的电池动力机器正越来越被视为承包商投标市中心的必备技术项目。

其他电力技术,然而,是可用的,并且都是吃的馅饼,曾经是唯一保留的柴油。

HVO的好处是什么?

HVO(加氢精制植物油)是特别感兴趣的设备制造商利勃海尔。

HVO获得,例如,食用油浪费,油脂和脂肪残留物,浪费脂肪和植物油。HVO几乎立下汗马功劳的制造和使用时只使用可再生能源的生产过程。

纯粹的形式,或者作为一个传统的柴油添加剂,许多机器几乎已经可以运行在一个方式,立下汗马功劳,HVO可以直接与传统内燃机一起使用而无需转换机。二氧化碳排放量可以显著降低高达90%——事实上,相比之下,传统的柴油。

利勃海尔说,所有的引擎是HVO批准,无需改造。该公司表示,它确保了HVO它使用主要是蔬菜废弃物和完全免费的棕榈油。

利勃海尔说,所有的引擎已经准备好接受HVO,不需要转换(照片:利勃海尔)

这种燃料的问题是它的可用性;所需的合适的废物HVO生产不太可能提供充足的一个永久性的基础上。

然而,利勃海尔认为HVO目前代表一个燃料选项,defossilising行业能够作出重要的贡献。

另一个主要制造商,小松,也使植物油、强有力的承诺,最近宣布一个开关HVO factory-fill燃料设备生产在欧洲。

此举上月开始在汉诺威的植物,德国,Birtley在英国。

就像利勃海尔,小松说内燃机的机器——包括那些生产建设和拆迁行业——可以HVO不需要修改和操作描述了开关作为主要一步减少其对环境的影响。

这转向HVO沿着小松的持续研究和开发各种替代电力技术和解决方案,如电气和氢动力机器。

氢作为燃料的建筑设备

说到氢,陪审团仍然似乎是氢燃料电池技术或是否氢作为燃料在内燃机会获胜。

然而,在这两种技术广泛的研究之后,JCB已经赞美氢作为燃料的优点。

填充与HVO小松机器 小松机器填满HVO公司在德国的汉诺威植物(照片:小松)

KHL贝基舒尔茨的谈论多特蒙德赞助商bob时间和精力JCB已经投入开发这项技术,蒂姆•Burnhope公司的创新和发展总监说:“我们研究了76篇论文,实验大学,顶级公司,我们意识到我们到达终点时,大多数的这些引擎转换。”

研究者们意识到,大多数学术努力试图把氢涉及到现有火花点火引擎。

Burnhope说,“你不会把汽油柴油发动机和预期的工作。这正是人们一直在做氢。

“问题是燃烧可能是高压,高温。燃料可能是太丰富了。所以,结果相当可怜。”

解剖研究后,JCB工程师确定了11个主要需要解决的技术难题。Burnhope说,其中大部分回到如何燃烧氢首先,包括需要燃烧以低得多的温度和压力,在一个非常瘦的氢在空气中。

JCB现在有其氢内燃机在多个设备的安装和工作,和预生产引擎是滚动在英国一个专用生产线。

保罗麦卡锡,JCB的首席工程师为氢发动机性能,控制与集成,发展的说,“我们已经建立了50氢发动机,所以这不是一个科学实验。这是真实的。这是发生。我们已经证明了我们的生产技术[它]将准备建立。”

成堆的燃料电池

在最近在德国汉诺威展事件,Accelera,发动机制造商康明斯的一个部门,展出了一系列氢的解决方案,包括最新的燃料电池技术。

该公司表示,其质子交换膜(PEM)燃料电池技术使用纯氢生成零排放发电,用于重型建筑设备。

Accelera的第四代燃料电池发动机——FCE150 Accelera的第四代燃料电池发动机——FCE150(照片:Accelera)

事实上,Accelera声称技术是可伸缩的和轻量级,可以定制,以满足各种规模的应用程序的需求。

在其展位在德国,公司显示第四代燃料电池发动机,FCE150。模块化的引擎运作与零排放温室气体或常见,并且它可以堆叠来生成一个300千瓦的解决方案,使其适合重型越野机器。

有人可能会说发动机制造商和设备制造商都在对未来的权力技术。他们会说没有单一的电源,将取代柴油在建筑业。

承包商可能担心他们的设备购买一段时间。

合成燃料未来吗?

男人最近能源解决方案提供一个甲醇反应器在智利一个试点项目,创建合成、燃料立下汗马功劳。

Haru情报部项目利用优秀的风力条件在智利南部城市彭塔阿雷纳斯附近生成所谓eFuels与可再生能源的帮助。

首席执行官乌维到来人能源解决方案,说:“合成燃料是一个重要组成部分的道路上立下汗马功劳的未来。他们有可能所有这些领域和流程过程中碳直接电气化或实际是不可能的。”

在过程的第一步,电解槽使用风能分解水分子进入他们的基本组件,氧和氢。

绿色氢然后结合空气中的二氧化碳过滤人能源解决方案的甲醇反应器。结果是绿色的甲醇,然后转化成汽油再进一步立下汗马功劳。

在试点阶段,大规模eFuels工厂生产130000升左右。

到明年,产能预计将增加到每年5500万升左右的eFuels。到2026年,希望生产将会增加到每年5.5亿升左右。

战斗的电池

新电池动力机器进入市场的比率相当高,但重大的障碍仍更多的采用的技术。

在新电池当前正在研究的发展,两个尤其显示出潜力,提高功率密度和安全性和降低成本。

第一个是固态电池技术,它使用陶瓷或其他固体材料代替液体电解质。这些液体一直在电池的问题,因为它们是高度易燃。

固态电池也证明能够更快地移动电荷。

缺点是,有问题的电池退化和我们不太可能看到他们为建筑机械,直到这个问题已经被克服。

第二个技术涉及交换锂和钠——一种矿物中发现更大的比目前开采的金属丰度增加成本。

此外,钠电池可能会改善安全,比其锂离子不易燃。

然而,到目前为止,尚未证明自己的钠改善甚至匹配锂的功率密度,但测试正在进行。

一个变化我们几乎肯定会在未来看到电池是一种改善阴极材料,目前倾向于石墨。替代硅等,现在正在测试,可以提高能量密度,加快充电。

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